检测海缆工厂接头XLPE绝缘层厚度的装置及方法与流程

本发明涉及海缆制造技术领域，具体而言，涉及一种检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置及方法。

背景技术：

目前，海底电缆线路的长度通常可以达到几公里甚至几十公里，但是海缆生产线的一次开机生产能力通常为几千米，远远不能满足海缆线路的长度，因此一定长度的海缆通常是采用工厂接头将几段海缆连接起来，已满足海缆线路的路径长度。

海缆工厂接头是在工厂内利用人工技术采用与海缆本体机器生产相类似的工艺，先将两段海缆本体的导体焊接在一起，然后逐层恢复导体屏蔽层、xlpe绝缘层、绝缘屏蔽层、金属套层、护套层等，最后做成与海缆本体等径或略大于本体外径。

在工厂接头xlpe绝缘层恢复过程中，采取将xlpe材料以一定温度一定压力注入到模具中，注入的xlpe材料经过硫化交联与原本体xlpe层成为一体。通常工厂接头的xlpe绝缘层的厚度要大于本体的xlpe绝缘层厚度，后期还需经工人对工厂接头的xlpe绝缘层进行打磨处理，然后再恢复绝缘屏蔽层。

如图1所示，在xlpe材料注入及人工打磨处理过程中，现有技术无法实现对包裹在海缆工厂接头的导体5外侧的xlpe绝缘层4的厚度的控制，只能测量xlpe绝缘层4的周长，没有办法测量xlpe绝缘层4的厚度，造成xlpe绝缘层偏心度较大的问题，从而容易引起海缆工厂接头处的击穿，使得xlpe工厂接头成为海缆线路安全运行的瓶颈点。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置及方法，旨在解决控制由于打磨过程造成的海缆工厂接头的绝缘层的偏心度偏大的问题。

一个方面，本发明提出了一种检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置，其特征在于，包括：测量装置、绝缘厚度传感器和固定装置，其中，所述测量装置与所述绝缘厚度传感器电连接，用于输出海缆工厂接头的偏心度数据；所述固定装置围设在海缆工厂接头上，所述绝缘厚度传感器设置在所述固定装置上、并与所述海缆工厂接头处外表面接触。

进一步地，所述测量装置根据式(1)输出所述海缆工厂接头的偏心度数据:

其中，a为海缆工厂接头的偏心度，n为绝缘厚度传感器的数量，为a1为第一传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，a2为第一传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，a3为第一传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，an为第n传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，a△为海缆工厂接头xlpe绝缘层与导体的半径差。

进一步地，所述固定装置包括安装件和固定件，所述安装件沿所述海缆工厂接头的圆周方向设置，以将所述海缆工厂接头围设其中，所述绝缘厚度传感器设置在所述安装件上；所述固定件与所述安装件连接，以将所述安装件固定在所述海缆工厂接头上。

进一步地，所述固定件包括相对设置的固定螺栓和固定螺母，以及穿设在所述固定螺栓上的弹簧。

进一步地，所述安装件包括一开口圆环，所述绝缘厚度传感器均匀的设置在所述开口圆环上，所述开口圆环的两端部与所述固定件连接，以形成一闭合圆环。

进一步地，所述安装件包括两半圆环，两所述半圆环相对设置、以将所述海缆工厂接头围设其中，两所述半圆环相邻的端部分别设置一所述固定件，以使得两所述半圆环形成以闭合的圆环；每一所述半圆环上均匀的设置有若干所述绝缘厚度传感器。

进一步地，所述开口圆环的两端部分别设置一连接板，所述连接板沿与海缆中轴线方向相垂直的方向设置。

进一步地，所述固定螺栓穿设在两所述连接板上，所述弹簧设置在两所述连接板之间，所述固定螺母设置在所述固定螺栓的两端部，所述连接板固定在所述弹簧与所述固定螺母之间。

另一方面，本发明还提出了一种检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的方法，采用上述检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置，包括以下步骤：

通过所述固定装置将所述绝缘厚度传感器固定至所述海缆工厂接头的外侧壁上；

通过所述绝缘厚度传感器测量所述海缆工厂接头处的绝缘层的厚度数据；

所述测量装置根据所述厚度数据输出所述海缆工厂接头处的绝缘层的偏心度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在海缆工厂接头的结构层上安装绝缘厚度传感器，实现对海缆工厂接头绝缘层的厚度的测量，并通过测量装置输出海缆工厂接头的偏心度，从而能够获知海缆工厂接头的偏心度大小，并能够根据偏心度的大小对海缆工厂接头的绝缘层进行打磨，以减小海缆工厂接头的偏心度，从而能够及时的调整海缆工厂接头的偏心度的大小，避免海缆工厂接头处在使用过程中出现击穿的现象，提高海缆的安全性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的电缆工厂接头结构层及绝缘层偏心的示意图；

图2为本发明实施例提供的检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置结构图；

图4为本发明实施例提供的传感器安装位置示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

结合图2-4所示，本实施例提供了一种检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置，包括：测量装置11、绝缘厚度传感器6和固定装置1，其中，测量装置与所述绝缘厚度传感器6电连接；固定装置1围设在海缆工厂接头3上，所述绝缘厚度传感器6设置在所述固定装置1上、并与所述海缆工厂接头3处外表面接触。绝缘厚度传感器6设置若干个，均匀的排列设置在固定装置1上，通过固定装置1对绝缘厚度传感器6进行固定，绝缘厚度传感器6的检测端与海缆工厂接头3处外表面紧密接触以对海缆工厂接头3处的绝缘层的厚度进行测量。测量装置与绝缘厚度传感器6通过导线连接，测量装置接收绝缘厚度传感器6输出的绝缘层的厚度数据，并输出绝缘层的偏心度数据。

可以看出，通过在海缆工厂接头3的结构层上安装绝缘厚度传感器6，实现对海缆工厂接头3绝缘层的厚度的测量，并通过测量装置输出海缆工厂接头3的偏心度，从而能够获知海缆工厂接头3的偏心度大小，并能够根据偏心度的大小对海缆工厂接头3的绝缘层进行打磨，以减小海缆工厂接头3的偏心度，从而能够及时的调整海缆工厂接头3的偏心度的大小，避免海缆工厂接头3处在使用过程中出现击穿的现象，提高海缆的安全性能。

具体而言，固定装置1包括安装件7和固定件，所述安装件7沿所述海缆工厂接头3的圆周方向设置，即安装件7的设置方向与海缆工厂接头3的中轴线方向相垂直，以将所述海缆工厂接头3围设其中，所述绝缘厚度传感器6设置在所述安装件7上；固定件与所述安装件7连接，以将所述安装件7固定在所述海缆工厂接头3上。优选的，绝缘厚度传感器6设置6个，均匀的排列设置在安装件7的侧壁上。在具体设置时，在安装件7的侧壁上开设相应的通孔，并将绝缘厚度传感器6穿设置在通孔内，将安装件7与绝缘厚度传感器6连接为一体，以对绝缘厚度传感器6进行固定。优选的，安装件7选用环状结构件，安装件7只需为具有一定的宽度的环状结构件，能够有效地放置或安装绝缘厚度传感器6即可。

具体而言，固定件包括相对设置的固定螺栓8和固定螺母9，以及套设在所述固定螺栓8上的弹簧10。通过将弹簧10套设在固定螺栓8上，并通过固定螺母9将安装件7有效地固定在海缆工厂接头3上。

在具体实施时，固定螺栓8和固定螺母9相对设置，弹簧10能够套设在固定螺栓8内，其中，固定螺栓8可以是两端具有螺纹的螺栓，也可以是一端具有螺纹的螺栓，其具体设置方式可根据实际情况进行设置。

具体而言，上述安装件7可以是一开口圆环，所述绝缘厚度传感器6均匀的设置在所述开口圆环上，所述开口圆环的两端部与所述固定件连接，以形成一闭合圆环。优选的，上述6个绝缘厚度传感器6均匀的设置在开口圆环的侧壁上。

具体而言，所述开口圆环的开口处的两端部分别设置一连接板，所述连接板沿与海缆中轴线方向相垂直的方向设置。连接板与开口圆环一体制成或者通过焊接连接在一起，连接板与开口圆环一体制成时通过弯折预设的角度进行制作。

具体而言，所述固定螺栓8穿设在两所述连接板上，所述弹簧10设置在两所述连接板之间，所述固定螺母9设置在所述固定螺栓8的两端部，所述连接板固定在所述弹簧10与所述固定螺母9之间。具体的，在连接板上开设一通孔，通孔只需能够使固定螺栓8穿设在其中即可。

具体而言，上述安装件7还可以是两半圆环，两所述半圆环相对设置、以将所述海缆工厂接头3围设其中，两所述半圆环相邻的端部分别设置一所述固定件，以使得两所述半圆环形成以闭合的圆环；每一所述半圆环上均匀的设置有若干所述绝缘厚度传感器6。具体的，上述6个绝缘厚度传感器6中，每3个设置在其中一半圆环上，均匀的排列设置。

具体而言，两半圆环的两端部分别设置一连接板，所述连接板沿与海缆中轴线方向相垂直的方向设置。每一半圆环的两端部分别与另一半圆环的两端部分别对接，并通过固定件连接在一起。

具体而言，所述固定螺栓8穿设在相邻的两所述连接板上，所述弹簧10设置在相邻的两所述连接板之间，所述固定螺母9设置在所述固定螺栓8的两端部，所述连接板固定在所述弹簧10与所述固定螺母9之间。可以理解的是，两半圆环的两端部上分别设置一连接板，当两半圆环对接时，弹簧10设置在相对接的两连接板之间，并通过固定螺栓8和固定螺母9将两连接板连接在一起。

具体而言，上述绝缘厚度传感器6优选为超声波传感器。

在具体实施时，当两段海缆的海缆工厂接头3处在完成两海缆的导体5连接及绝缘恢复后，将海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度测量装置的绝缘厚度传感器6通过固定装置1紧密固定在海缆工厂接头3绝缘层上，绝缘厚度传感器6优选设置6个，6个绝缘厚度传感器6的分布为沿固定装置1的开口圆环或者半圆环的设置方向均匀的排列设置，6个绝缘厚度传感器6通过导线与测量装置连接，测量装置能够控制绝缘厚度传感器6的开启与关闭，并且接收绝缘厚度传感器6采集的绝缘层的厚度数据，并对接收的6个绝缘厚度传感器6所采集的数据进行融合处理，并输出海缆的偏心度数据。6个绝缘厚度传感器6包括第一传感器61、第二传感器62、第三传感器63、第四传感器64、第五传感器65和第六传感器66，在具体操作时，利用测量装置依次启动控制第一传感器61-第二传感器62-第三传感器63-第四传感器64-第五传感器65-第六传感器66按次序启动，采集6个传感器所处位置上的绝缘层厚度数据，测量装置11根据传感器采集的数据计算该海缆工厂接头3的绝缘层的偏心度。优选的，通过传感器多次测量绝缘层厚度数据，以便获得更精确的绝缘厚度数据，进而能够获取准确的绝缘层的偏心度数据。还可以的是，通过调整传感器的位置来获取更多位置上的绝缘层的厚度数据，例如，通过拧动固定件使得安装件7与海缆工厂接头3的外表面不接触，从而转动安装件7，以带动传感器转动一定的距离，从而能够测量其他位置的绝缘层厚度数据。

可以理解的是，上述的绝缘厚度传感器6还可以设置更多，其设置数量可根据实际情况进行设置，上述只为示例性说明，不作为对本实施方式的限定。

具体而言，将6个绝缘厚度传感器6对称安装在安装件7上，利用固定件将安装件7固定在海缆工厂接头3上，通过使用安装件7使得绝缘厚度传感器6与海缆工厂接头3的外护套层紧密接触，提高了测量数据的准确性。

具体而言，安装件7的主要功能是实现将绝缘厚度传感器6固定在海缆工厂接头3的结构层上，确保绝缘厚度传感器6与电缆结构层紧密接触，保证测量精度的准确性。

基于上述实施例的的另一实施方式中，还提供了一种检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的方法，采用上述检测海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度的装置实施本实施方式中的方法，包括以下步骤：

步骤一：通过所述固定装置将所述绝缘厚度传感器固定至所述海缆工厂接头的外侧壁上；

步骤二：通过所述绝缘厚度传感器测量所述海缆工厂接头处的绝缘层的厚度数据；

步骤三：所述测量装置根据所述厚度数据输出所述海缆工厂接头处的绝缘层的偏心度。

具体而言，在海缆工厂接头3的结构层上安装一组具有超声测量功能的传感器，实现对海缆工厂接头3绝缘层的厚度的测量，通过测量装置将传感器采集的绝缘层的厚度数据进行融合处理，进而计算出海缆工厂接头3的偏心度。

在具体实施时，当海缆工厂接头3在完成导体5连接及绝缘恢复后，将海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度测量装置安装至海缆工厂接头xlpe绝缘层的外侧壁上，具体的将传感器固定在安装件7上，利用固定件对安装件7进行固定，从而使得绝缘厚度传感器6紧密得固定在海缆工厂接头绝缘层4上，以使得绝缘厚度传感器6与海缆工厂接头绝缘层4紧密的接触，其中，将绝缘厚度传感器6分别于测量装置电连接，以使得两者之间进行数据传输。当绝缘厚度传感器6均匀的设置在海缆工厂接头绝缘层4外侧壁上后，通过测量装置控制若干传感器依次启动以测量各传感器所在位置的海缆工厂接头绝缘层4的厚度，在获得各个位置的绝缘层厚度数据后，测量装置根据获得的数据计算该海缆工厂接头3的绝缘层的偏心度。

通过上述方法测量海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度到达了以下效果，通过在海缆工厂接头的结构层上安装绝缘厚度传感器6，实现对海缆工厂接头绝缘层4的厚度的测量，并通过测量装置输出海缆工厂接头的偏心度，从而能够获知海缆工厂接头的偏心度大小，并能够根据偏心度的大小对海缆工厂接头的绝缘层进行打磨，以减小海缆工厂接头的偏心度，从而能够及时的调整海缆工厂接头的偏心度的大小，避免海缆工厂接头处在使用过程中出现击穿的现象，提高海缆的安全性能。

基于上述实施例的另一种可能的实现方式中，测量装置根据式(1)计算海缆工厂接头的偏心度数据:

其中，a为海缆工厂接头的偏心度，n为绝缘厚度传感器的数量，为a1为第一传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，a2为第一传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，a3为第一传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，an为第n传感器所处位置的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，a△为海缆工厂接头xlpe绝缘层与导体的半径差。

可以理解的是，通过根据多个绝缘厚度传感器测量的海缆工厂接头xlpe绝缘层厚度，进行海缆工厂接头xlpe绝缘层的偏心度计算，能够更加准确的获得海缆工厂接头xlpe绝缘层的偏心度，从而根据海缆工厂接头xlpe绝缘层的偏心度进行海缆工厂接头xlpe绝缘层的调整，以使得海缆工厂接头xlpe绝缘层到达最优的状态，即，使得海缆工厂接头xlpe绝缘层能够均匀的围设在导体的外侧，从而减小海缆工厂接头的偏心度，能够及时的调整海缆工厂接头的偏心度的大小，避免海缆工厂接头处在使用过程中出现击穿的现象，提高海缆的安全性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。